全 文 ：植物科学学报　 ２０１５ꎬ ３３(２): ２６４~２７０
Ｐｌａｎｔ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｊｏｕｒｎａｌ
　 　 ＤＯＩ:１０􀆰 １１９１３ / ＰＳＪ􀆰 ２０９５－０８３７􀆰 ２０１５􀆰 ２０２６４
Ｒｉ质粒介导的毛状根体系建立及其在植物
次生代谢产物合成中的研究进展
刘 彤１ꎬ 杨淑慎１∗ꎬ 方荣锋１ꎬ 张广昊２
(１. 西北农林科技大学生命科学学院ꎬ 陕西杨凌 ７１２１００ꎻ ２. 大连工业大学生物工程学院ꎬ 辽宁大连 １１６０３４)
摘　 要: 发根农杆菌 Ｒｉ质粒可诱导植物产生毛状根体系ꎬ 该体系具有遗传性状稳定且增殖速度快的特点ꎬ 可用
于药用植物次生代谢产物的生产研究ꎬ 为利用生物反应器技术进行药用植物有效成分工业化水平的发酵培养开
辟了新途径ꎮ 本文主要综述了发根农杆菌 Ｒｉ质粒介导的植物毛状根体系遗传转化机理ꎬ 并对毛状根体系在药用
植物次生代谢产物生产中的研究现状进行了深入分析ꎬ 为从基因水平上调控植物次生代谢产物的合成提供新思路ꎮ
关键词: 毛状根ꎻ 发根农杆菌 Ｒｉ质粒ꎻ 药用植物次生代谢产物
中图分类号: Ｑ８１３　 　 　 　 　 文献标识码: Ａ　 　 　 　 　 文章编号: ２０９５￣０８３７(２０１５)０２￣０２６４￣０７
　 　 　 收稿日期: ２０１４￣０５￣２６ꎬ 退修日期: ２０１４￣０７￣０４ꎮ
　 基金项目: 陕西省科学技术研究发展计划项目(２００９Ｋ０１￣１１)ꎮ
　 作者简介: 刘彤(１９８９－)ꎬ 女ꎬ 硕士ꎬ 研究方向为细胞工程(Ｅ￣ｍａｉｌ: ｔｏｎｇｎｏ􀆰１＠１６３􀆰 ｃｏｍ)ꎮ
　 ∗通讯作者(Ａｕｔｈｏｒ ｆｏｒ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｅｎｃｅ􀆰 Ｅ￣ｍａｉｌ: ｙａｎｇｓｈｕｓｈｅｎ２００２＠１６３􀆰 ｃｏｍ)ꎮ
Ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ ｏｆ Ｈａｉｒｙ Ｒｏｏｔ Ｓｙｓｔｅｍ Ｍｅｄｉａｔｅｄ ｂｙ Ｒｉ Ｐｌａｓｍｉｄ ａｎｄ ｉｔｓ
Ａｄｖａｎｃｅｓ ｉｎ Ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ Ｐｌａｎｔ Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｍｅｔａｂｏｌｉｔｅｓ
ＬＩＵ Ｔｏｎｇ１ꎬ ＹＡＮＧ Ｓｈｕ￣Ｓｈｅｎ１∗ꎬ ＦＡＮＧ Ｒｏｎｇ￣Ｆｅｎｇ１ꎬ ＺＨＡＮＧ Ｇｕａｎｇ￣Ｈａｏ２
(１. Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅｓꎬ Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ Ａ＆Ｆ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ Ｙａｎｇｌｉｎｇꎬ Ｓｈａａｎｘｉ ７１２１００ꎬ Ｃｈｉｎａꎻ ２. Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ
Ｂｉｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ Ｄａｌｉａｎ Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ Ｄａｌｉａｎꎬ Ｌｉａｏｎｉｎｇ １１６０３４ꎬ Ｃｈｉｎａ)
Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｔｈｅ ｈａｉｒｙ ｒｏｏｔｓ ｏｆ ｐｌａｎｔｓ ｃａｎ ｂｅ ｉｎｄｕｃｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｒｏｏｔ ｉｎｄｕｃｉｎｇ ｐｌａｓｍｉｄ (Ｒｉ) ｏｆ
Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｒｈｉｚｏｇｅｎｅｓ. Ｗｉｔｈ ｈｉｇｈ ｇｒｏｗｔｈ ｒａｔｅ ａｎｄ ｇｅｎｅｔｉｃ ｓｔａｂｉｌｉｔｙꎬ ｔｈｅ ｈａｉｒｙ ｒｏｏｔ ｓｙｓｔｅｍ
ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｍｅｔａｂｏｌｉｔｅｓ ａｓ ｗｉｌｄ￣ｔｙｐｅ ｒｏｏｔｓ. Ｔｈｅ ｉｎ ｖｉｔｒｏ ｈａｉｒｙ
ｒｏｏｔ ｃｕｌｔｕｒｅ ｓｙｓｔｅｍ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ａ ｎｅｗ ｐｒｏｃｅｓｓ ｗｉｔｈ ａｃｔｉｖｅ ｍｅｄｉｃｉｎａｌ ｐｌａｎｔ ｉｎｇｒｅｄｉｅｎｔｓ ｉｎ ｔｈｅ
ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ￣ｓｃａｌｅ ｂｉｏｒｅａｃｔｏｒ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ. Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｓ ｔｈｅ
ｇｅｎｅｔｉｃ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｈａｉｒｙ ｒｏｏｔｓ ｉｎｄｕｃｅｄ ｂｙ ｔｈｅ Ｒｉ ｐｌａｓｍｉｄ ｏｆ Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ
ｒｈｉｚｏｇｅｎｅｓꎬ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｍｅｔａｂｏｌｉｔｅｓ ｏｆ ｈａｉｒｙ ｒｏｏｔｓ ａｎｄ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓ ｏｆ
ｆｕｔｕｒｅ ｒｅｓｅａｒｃｈꎬ ｔｈｅｒｅｂｙ ｏｆｆｅｒｉｎｇ ａ ｎｅｗ ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅ ｏｎ ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｍｅｔａｂｏｌｉｔｅｓ ｏｆ
ｈａｉｒｙ ｒｏｏｔｓ ａｔ ｔｈｅ ｌｅｖｅｌ ｏｆ ｇｅｎｅ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ.
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: Ｈａｉｒｙ ｒｏｏｔｓꎻ Ｒｉ ｐｌａｓｍｉｄ ｏｆ Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｒｈｉｚｏｇｅｎｅｓꎻ Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ ｏｆ
ｍｅｄｉｃｉｎａｌ ｐｌａｎｔｓ
　 　 １９００年 Ｓｔｅｗａｒｔ等[１]第一次提出“毛状根(ｈａｉｒｙ
ｒｏｏｔ)”这一概念ꎬ １９０７年 Ｓｍｉｔｈ 和 Ｔｏｗｎｓｅｎｄ 发现
发根农杆菌(Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｒｈｉｚｏｇｅｎｅｓ)可诱导植
物产生毛状根的现象[２]ꎬ １９８２年 Ｃｈｉｌｔｏｎ 等[３]指出
发根农杆菌侵染植物的过程中可在感染部位或其附近
产生大量毛状根的现象与发根农杆菌 Ｒｉ 质粒有关ꎮ
自此ꎬ Ｒｉ质粒遗传转化机理的研究受到广泛关注[４]ꎮ
毛状根因具有生长繁殖速度快、 遗传性状稳
定、 次生代谢产物含量高等特点被用于药用植物代
谢工程的研究ꎬ 尤其是以根为材料提取有效成分的
药用植物毛状根研究成为近 ３０ 年的热点关注内
容ꎬ 主要包括有效成分合成途径机制解析、 毛状根
体系建立条件的探索与完善、 前体诱导子添加及分
子水平上介导表达等[５]ꎮ
中国是世界上使用和出口中药材最多的国家ꎬ
而其中 ８０％以上的中药材来自药用植物ꎮ 随着中
药现代化研究的深入和中药产业规模的扩大ꎬ 药用
植物的用量也在不断增加ꎬ 从而导致中药材与农作
物栽培用地矛盾ꎬ 为了缓解这一矛盾ꎬ 以毛状根为
药源的研究越来越多ꎮ 到目前为止ꎬ 已建立起多种
药用植物毛状根体系ꎬ 并获得了高产次生代谢产
物ꎬ 如长春碱、 喜树碱、 茄尼醇、 银杏酚、 紫草
素、 葛根素、 吗啡、 类黄酮、 龙胆碱、 核黄素、 积
雪草苷、 丹参酮类等ꎬ 其中紫草 ( Ｌｉｔｈｏｓｐｅｒｍｕｍ
ｅｒｙｔｈｒｏｒｈｉｚｏｎ Ｓｉｅｂ. ｅｔ Ｚｕｃｃ.)、 长春花(Ｃａｔｈａｒａｎ￣
ｔｈｕｓ ｒｏｓｅｕｓ)、 甜菜 (Ｂｅｔａ ｖｕｌｇａｒｉｓ Ｌ.)、 胡萝卜
(Ｄａｕｃｕｓ ｃａｒｏｔａ Ｌ.)等植物的毛状根已达到工业化
生产水平ꎬ 甚至达到生物反应器生产水平的研
究[６－８]ꎮ 本文主要综述了发根农杆菌 Ｒｉ 质粒介导
的植物遗传转化机理、 毛状根体系的诱导技术及毛
状根体系在药用植物次生代谢产物生产中的研究进
展ꎬ 分析了毛状根体系在药用植物次生代谢产物生
产中存在的问题ꎬ 并对其今后的发展方向进行了展
望ꎬ 以期为毛状根的深入研究提供借鉴ꎮ
１　 发根农杆菌 Ｒｉ质粒介导的植物遗传转化
１􀆰 １　 发根农杆菌及 Ｒｉ质粒
１􀆰 １􀆰 １　 发根农杆菌
发根农杆菌为根瘤菌科(Ｒｈｉｚｏｂｉａｃｅａｅ)农杆
菌属革兰氏阴性菌ꎬ 呈杆状ꎬ 有鞭毛ꎬ 能够诱导大
多数双子叶植物、 少数单子叶植物及个别裸子植物
产生毛状根ꎮ 在转化的植物细胞中可检测到一类特
殊的非蛋白质态的氨基酸—冠瘿碱(ｏｐｉｎｅｓ)ꎬ 根
据冠瘿碱的种类不同可将发根农杆菌分为 ４类ꎬ 即
农杆碱型(ａｇｒｏｐｉｎｅ ｔｙｐｅ)、 甘露碱型(ｍａｎｎｏｐｉｎｅ
ｔｙｐｅ)、 黄瓜碱型(ｃｕｃｕｍｏｐｉｎｅ ｔｙｐｅ)和异黄瓜碱型
(ｍｉｋｉｍｏｐｉｎｅ ｔｙｐｅ) [９]ꎮ 实验室常用的发根农杆菌菌
株有 ＬＢＡ ９４０２、 ＡＣＣＣ １００６０(Ａ４)、 ＡＴＣＣ １５８３４、
ＴＲ １０５、 Ｒ １６０１ 等ꎬ 这些菌株中均含有 Ｒｉ 质粒ꎬ
是毛状根体系建立的主要应用菌株[１０ꎬ１１]ꎮ
１􀆰 １􀆰 ２　 发根农杆菌 Ｒｉ质粒
Ｒｉ质粒是独立存在于发根农杆菌细胞染色
体外的双链共价闭环基因组 ＤＮＡꎬ 约为 ２００ ~
８００ ｋｂꎬ 并且具有独立的遗传复制能力ꎮ 依据 Ｒｉ
质粒行使的不同功能可将其主要分为 ４ 个区ꎬ 即
Ｔ￣ＤＮＡ 区 ( Ｔｒａｎｓｆｅｒ￣ＤＮＡ ｒｅｇｉｏｎ)、 Ｖｉｒ 区 ( Ｖｉｒｕ￣
ｌｅｎｃｅ ｒｅｇｉｏｎ)、 Ｏｒｉ 区(Ｏｒｉｇｉｎ ｏｆ ｒｅｐｌｉｃａｔｉｏｎ)和冠
瘿碱代谢功能区(ｏｐｉｎｅ ｃａｔａｂｏｌｉｓｍꎬ ＯＰＣＡ)ꎮ 其
中ꎬ Ｔ￣ＤＮＡ区是可转移的 ＤＮＡ区ꎬ 可被转移到寄
主植物细胞核基因中进行整合及表达从而形成毛状
根ꎻ Ｖｉｒ区为致病区ꎬ 亦被称作毒性区ꎬ 它在 Ｔ￣
ＤＮＡ转移过程中起着至关重要的作用ꎬ 该区域的
丢失或突变会导致 Ｒｉ质粒致病能力的减弱或丧失ꎬ
从而使被侵染植株不出现病症和毛状根ꎮ 农杆碱型
的 Ｔ￣ＤＮＡ 分为两个区ꎬ 即 ＴＬ￣ＤＮＡ(Ｌｅｆｔ￣ｈａｎｄ Ｔ￣
ＤＮＡ)和 ＴＲ￣ＤＮＡ(Ｒｉｇｈｔ￣ｈａｎｄ Ｔ￣ＤＮＡ) [１２ꎬ１３]ꎮ
１􀆰 ２ 发根农杆菌 Ｒｉ质粒介导的植物遗传转化机理
发根农杆菌介导的植物毛状根体系建立的遗传
转化是发根农杆菌与植物细胞之间相互作用的结果ꎮ
发根农杆菌在侵染植物过程中ꎬ 其染色体上的 ｃｈｖ
Ｂ(ｃｈｒｏｍｏｓｏｍａｌ ｖｉｒｕｌｅｎｃｅ Ｂ ｇｅｎｅ)基因的表达产物
参与 β￣１ꎬ２环葡聚糖的合成ꎬ β￣１ꎬ２环葡聚糖可进入
发根农杆菌的外周胞质并使发根农杆菌菌体吸附到
植物细胞壁上ꎬ 从而植物伤口部位细胞会合成一些
与细菌接合有关的蛋白[１４]ꎮ 而 ｓｓＴ￣ｓｔｒａｎｄ(ｓｉｎｇｌｅ
ｓｔｒａｎｄ Ｔ￣ｓｔｒａｎｄ)的合成与 Ｔ￣ｓｔｒａｎｄ进入植物细胞主
要与 ｖｉｒ基因转录翻译的蛋白质种类有关ꎬ 其中 ｖｉｒ
Ｄ１(ｖｉｒｕｌｅｎｃｅ Ｄ１)基因和 ｖｉｒ Ｄ２基因转录的蛋白质
具有专一性切割作用ꎬ 可对松弛状态的 Ｔ￣ＤＮＡ 两端
２５ ｂｐ重复序列进行专一性切割ꎬ 从而使 Ｔ￣ＤＮＡ区
得到激活ꎻ 然后 ｖｉｒ Ｄ２基因结合到 Ｔ￣ｓｔｒａｎｄ ５′端以
避免核酸外切酶对 Ｔ￣ｓｔｒａｎｄ 的破坏ꎬ ｖｉｒ Ｄ２ / Ｔ￣
ｓｔｒａｎｄ通过 Ｔ４ＳＳ系统(Ｔｙｐｅ ＩＶ Ｓｅｃｒｅｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍꎬ
包括 １１种 ｖｉｒ Ｂ转录翻译蛋白和 ｖｉｒ Ｄ４ 基因)从发
根农杆菌外周胞质中转移出来ꎮ ｖｉｒ Ｂ２的表达产物
可使 Ｔ￣ＤＮＡ 进入植物细胞ꎬ 其 Ｃ￣末端的细胞核定
位信号(ｎｕｃｌｅａｒ ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ ｓｉｇｎａｌꎬ ＮＬＳ)可靶向引
导 Ｔ￣ＤＮＡ结合在植物细胞核上ꎬ Ｔ￣ｓｔｒａｎｄ进入植物
细胞膜后与植物细胞内的 α 蛋白作用可形成一种超
Ｔ￣ＤＮＡ结构ꎬ 该结构在靶向定位过程中有重要意义ꎮ
ｖｉｒ Ｆ转录翻译的蛋白对超 Ｔ￣ＤＮＡ结构上的结合蛋白
具有解离作用ꎬ 在 Ｔ￣ｓｔｒａｎｄ与植物细胞基因组整合的
５６２　 第 ２期　 　 　 　 　 　 刘 彤等: Ｒｉ质粒介导的毛状根体系建立及其在植物次生代谢产物合成中的研究进展
过程中ꎬ ｖｉｒ Ｅ２和α蛋白就在 ｖｉｒ Ｆ表达蛋白的作用下
从 Ｔ￣ｓｔｒａｎｄ上解离下来ꎬ Ｔ￣ＤＮＡ最后与细胞核中的
植物 ＤＮＡ基因组进行整合ꎬ 从而转录翻译表达得到
相应的毛状根体系(图 １)[１５ꎬ１６]ꎮ
２　 毛状根体系在药用植物次生代谢产物生
产中的研究进展
　 　 植物次生代谢产物被广泛应用于药物、 香料、
化妆品、 染料等领域ꎬ 但它在植物中的含量一般较
低ꎮ 通过对植物次生代谢产物合成途径的解析ꎬ 在
体外可通过化学合成法或半合成法对其有效成分进
行合成ꎬ 但在实际工业生产中仍存在各种各样的问
题ꎬ 如工艺流程复杂、 成本高昂、 排放物对环境造
成污染等ꎬ 因此研究植物次生代谢产物的代谢工程
成为生命科学领域的热点问题之一ꎮ
利用生物技术生产植物次生代谢产物的方式主
要有植物细胞培养和植物器官培养两种ꎬ 目前只有
小檗碱等很少种类的植物次生代谢产物可通过工业
化的植物细胞培养技术生产ꎮ 制约植物细胞培养的
主要因素是细胞生长缓慢且对生产环境要求苛刻、
生产成本高、 实现大规模化生产困难等ꎬ 迫切需要
改良原有培养方式或探究新的技术ꎬ 其中毛状根的
培养技术发展迅速ꎬ 已被国内外学者广泛研究与应
用(表 １)ꎮ 毛状根培养技术的主要特点是激素自养
型、 生长速度快、 遗传和生化性状稳定且能够产生
并积累植物重要的有效成分ꎬ 因此毛状根被认为是
获得植物次生代谢产物极为优良的原材料[６]ꎮ
２􀆰 １　 绿色毛状根
国内外已有大量研究表明暗培养获得的毛状根
能够生产药用植物的次生代谢产物ꎬ 而针对某些药
用植物次生代谢产物(如长春碱和长春新碱)难以
获得的情况ꎬ Ｙｏｓｈｉｍａｔｓｕ 等发现光照培养条件下
的毛状根会增加相应的药用植物次生代谢产物ꎬ 可
激活某些酶的活性及促进光诱导的叶绿体代谢物产
生[４３]ꎬ 叶绿素的含量可能与某些药用成分的合成
存在相关性ꎮ 这些在光照条件下培养获得的毛状根
因会逐渐变绿(即产生叶绿素)而被称为绿色毛状
根(ｇｒｅｅｎ ｈａｉｒｙ ｒｏｏｔｓ) [５]ꎮ 杨睿等通过对水母雪莲
(Ｓａｕｓｓｕｒｅａ ｍｅｄｕｓａ)毛状根在光周期 １８ ｈ / ｄ 条
件下进行培养ꎬ 发现其毛状根呈现黄绿色ꎬ 生长量
Plant cellAgrobacterium rhizogenes
T4SS
vir E2 vir Avir E3 vir D2 vir G
chv A chv B Importin α VIP1
T-strand
pRi
T-DNA
vir D2/T-strand
Nucleus
Vir region
ｖｉｒ: Ｖｉｒｕｌｅｎｃｅꎻ ｃｈｖ: Ｃｈｒｏｍｏｓｏｍａｌ ｖｉｒｕｌｅｎｃｅꎻ Ｔ４ＳＳ: Ｔｙｐｅ ＩＶ Ｓｅｃｒｅｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ.
图 １　 发根农杆菌 Ｒｉ质粒介导的植物遗传转化机理[１５]
Ｆｉｇ􀆰 １　 Ｇｅｎｅｔｉｃ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｉｎ ｐｌａｎｔｓ ｍｅｄｉａｔｅｄ ｂｙ Ｒｉ ｐｌａｓｍｉｄ Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｒｈｉｚｏｇｅｎｅｓ
６６２ 植 物 科 学 学 报 第 ３３卷　
表 １　 毛状根在植物次生代谢产物生产中的应用
Ｔａｂｌｅ １　 Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ａｃｔｉｖｅ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｍｅｔａｂｏｌｉｔｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｉｎ ｐｌａｎｔｓ ｕｓｉｎｇ ｈａｉｒｙ ｒｏｏｔｓ ｃｕｌｔｕｒｅ
植物种类
Ｐｌａｎｔ ｓｐｅｃｉｅｓ
科属
Ｆａｍｉｌｙ ａｎｄ ｇｅｎｅｒａ
有效成分
Ａｃｔｉｖｅ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｍｅｔａｂｏｌｉｔｅｓ
文献来源
Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ
曼陀罗 Ｄａｔｕｒａ ｓｔｒａｍｏｎｉｕｍ 茄科曼陀罗属 东莨菪碱、 莨菪碱 孙际薇等(２０１３) [１２]
钝叶决明 Ｃａｓｓｉａ ｏｂｔｕｓｉｆｏｌｉａ 豆科决明属 可溶性蛋白、 氨基酸等 李素红等(２０１３) [１７]
白花曼陀罗 Ｄａｔｕｒａ ｍｅｔｅｌ 茄科曼陀罗属 东莨菪碱、 东莨胆碱 张显强等(２０１２) [１３]
长春花 Ｃａｔｈａｒａｎｔｈｕｓ ｒｏｓｅｕｓ 夹竹桃科长春花属 长春碱等总生物碱 杨致荣等(２０１２) [１８]
花生 Ａｒａｃｈｉｓ ｈｙｐｏｇａｅａ 豆科花生属 白藜芦醇 姚庆收等(２０１２) [１９]
圆叶牵牛 Ｐｈａｒｂｉｔｉｓ ｐｕｒｐｕｒｅａ 旋花科牵牛属 咖啡酸、 咖啡酸乙酯 徐大卫(２０１２) [２０]
新疆紫草 Ａｒｎｅｂｉａ ｅｕｃｈｒｏｍａ 紫草科软紫草属 紫草素及其衍生物 芦韦华等(２０１２) [２１]
南方红豆杉 Ｔａｘｕｓ ｃｈｉｎｅｎｓｉｓ ｖａｒ. ｍａｉｒｅｉ 红豆杉科红豆杉属 紫杉醇 王颖芳等(２０１２) [２２]
黄芩 Ｓｃｕｔｅｌｌａｒｉａ ｂａｉｃａｌｅｎｓｉｓ 唇形科黄芩属 黄芩苷 齐香君等(２０１２) [２３]
乌桕 Ｓａｐｉｕｍ ｓｅｂｉｆｅｒｕｍ 大戟科乌桕属 老鹳草素 黄素梅等(２０１１) [２４]
紫锥菊 Ｅｃｈｉｎａｃｅａ ｐｕｒｐｕｒｅａ 菊科紫松果菊属 多糖 杨世海等(２０１１) [２５]
甘草 Ｇｌｙｃｙｒｒｈｉｚａ ｕｒａｌｅｎｓｉｓ 豆科甘草属 甘草黄酮 卢虹玉等(２０１１) [２６]
Ｒａｕｗｏｌfiａ ｓｅｒｐｅｎｔｉｎａ 夹竹桃科萝芙木属 利血平 Ｍｅｈｒｏｔｒａ等(２０１３) [２７]
印度人参 Ｗｉｔｈａｎｉａ ｓｏｍｎｉｆｅｒａ 茄科睡茄属 睡茄内酯 Ａ Ｐｒａｖｅｅｎ等(２０１３) [２８]
西洋参 Ｐａｎａｘ ｑｕｉｎｑｕｅｆｏｌｉｕｍ 五加科人参属 人参皂甙 Ｋｏｃｈａｎ等(２０１３) [２９]
金盏花 Ｃａｌｅｎｄｕｌａ ｏｆｆｃｉｎａｌｉｓ 菊科金盏菊属 齐墩果酸苷 Ｄłｕｇｏｓｚ等(２０１３) [３０]
Ｄｒａｃｏｃｅｐｈａｌｕｍ ｋｏｔｓｃｈｙｉ 唇形科青兰属 迷迭香酸、 类黄酮 Ｆａｔｔａｈｉ等(２０１３) [３１]
菊苣 Ｃｉｃｈｏｒｉｕｍ ｉｎｔｙｂｕｓ 菊科菊苣属 新木脂素双葡萄糖苷 Ｍａｌａｒｚ等(２０１３) [３２]
大花红景天 Ｒｈｏｄｉｏｌａ ｃｒｅｎｕｌａｔａ 景天科红景天属 红景天甙 Ｌａｎ等(２０１３) [３３]
桔梗铃当花 Ｐｌａｔｙｃｏｄｏｎ ｇｒａｎｄｉflｏｒｕｍ 桔梗科桔梗属 植物甾醇、 三萜烯 Ｋｉｍ等(２０１３) [３４]
大红罂粟 Ｐａｐａｖｅｒ ｂｒａｃｔｅａｔｕｍ 罂粟科罂粟属 吗啡喃类生物碱 Ｓｈａｒａｆｉ等(２０１３) [３５]
水飞蓟 Ｓｉｌｙｂｕｍ ｍａｒｉａｎｕｍ 菊科水飞蓟属 黄酮木脂素 Ｒａｈｎａｍａ等(２０１３) [３６]
匙羹藤 Ｇｙｍｎｅｍａ ｓｙｌｖｅｓｔｒｅ 萝藦科匙羹藤属 匙羹藤酸 Ｎａｇｅｌｌａ等(２０１３) [３７]
Ｃｏｌｅｕｓ ｂｌｕｍｅｉ 脣形科鞘蕊花属 酚类物质 Ｖｕｋｏｖｉｃａ等(２０１３) [３８]
香青兰 Ｄｒａｃｏｃｅｐｈａｌｕｍ ｍｏｌｄａｖｉｃａ 唇形科青兰属 迷迭香酸 Ｗｅｒｅｍｃｚｕｋ￣Ｊｅｚ􀅰ｙｎａ等(２０１３) [３９]
鞑靼荞 Ｔａｒｔａｒｙ Ｂｕｃｋｗｈｅａｔ 蓼科荞麦属 类苯基丙烷 Ｔｈｗｅ等(２０１３) [４０]
高丽参 Ｐａｎａｘ ｇｉｎｓｅｎｇ 五加科人参属 Ｒｇ３人参皂苷 Ｋｉｍ等(２０１３) [４１]
短小蛇根草 Ｏｐｈｉｏｒｒｈｉｚａ ｐｕｍｉｌａ 茜草科蛇根草属 喜树碱 Ａｓａｎｏ等(２０１３) [４２]
是全黑暗培养的 ２􀆰 １倍ꎬ 是全光照培养的 １􀆰 ２ 倍ꎻ
有效成分总黄酮的合成量为 １１７９ ｍｇ / Ｌꎬ 比全黑
暗培养提高了 １６０％ꎬ 比全光照培养提高了
２０％[４４]ꎮ 紫锥菊(Ｅｃｈｉｎａｃｅａ ｐｕｒｐｕｒｅａ)能够产生
咖啡酸衍生物(ｃａｆｆｅｉｃ ａｃｉｄ ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓꎬ ＣＡＤｓ)ꎬ
包括单咖啡酰酒石酸、 咖啡酸、 绿原酸以及菊苣
酸ꎬ Ａｂｂａｓｉ等研究显示诱导的紫锥菊毛状根在光
照条件下培养有助于其次生代谢产物咖啡酸衍生物
的合成[４５]ꎮ
２􀆰 ２　 基因过表达在毛状根次生代谢产物合成过程
中的研究
基因工程中的过表达可被用于研究植物毛状根
中次生代谢产物的合成途径ꎬ 现已引起国内外学者
的重视ꎮ Ｒａｈｎａｍａ等通过分子生物学手段对矮牵
牛(Ｐｅｔｕｎｉａ ｈｙｂｒｉｄａ Ｖｉｌｍ)花 ｃｈｓＡ 基因与水飞蓟
(Ｓｉｌｙｂｕｍ ｍａｒｉａｎｕｍ (Ｌｉｎｎ.) Ｇａｅｒｔｎ.)基因组进行
整合获得了转基因水飞蓟毛状根ꎬ 研究了 ｃｈｓＡ 基
因的过表达对水飞蓟毛状根中水飞蓟素含量的影
响ꎬ 发现转基因水飞蓟毛状根中水飞蓟素的含量提
高了 １０ 倍ꎬ 同时证明了矮牵牛花 ｃｈｓＡ 基因在水
飞蓟毛状根中的过表达不会引起基因沉默ꎬ 反而使
黄酮木质素的合成量增加[３６]ꎮ Ｓｈａｒａｆｉ 等对吗啡喃
类生物碱合成途径中 ＳａｌＡＴ ( ７￣ｏ￣ａｃｅｔｙｌｔｒａｎｓ￣
ｆｅｒａｓｅ)基因的过表达进行了研究ꎬ 结果显示通过
发根农杆菌介导 ＳａｌＡＴ 基因的过表达可提高罂粟
毛状根中吗啡喃类生物碱的含量[３５]ꎮ 朱宽鹏等为
验证 Ｆｍ￣ＳＴＳ ( Ｆａｌｌｏｐｉａ ｍｕｌｔｉｆｌｏｒａ￣Ｓｔｉｌｂｅｎｅ Ｓｙｎ￣
ｔｈａｓｅ)基因功能ꎬ 采用 ＲＡＣＥ(Ｒａｐｉｄ Ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ
ｏｆ ｃＤＮＡ Ｅｎｄｓ)扩增技术得到 Ｆｍ￣ＳＴＳ 基因的 ｃＤ￣
ＮＡ序列ꎬ 再通过构建过表达质粒 ｐＢＩＮ￣３５Ｓ￣ＳＴＳ￣
ＧＦＰ(阳性)和双链 ＲＮＡ 干扰(ＲＮＡ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅꎬ
ＲＮＡｉ)重组质粒 ｐＢＩＮ￣３５Ｓ￣正向￣反向￣ＧＦＰ(阴性)
７６２　 第 ２期　 　 　 　 　 　 刘 彤等: Ｒｉ质粒介导的毛状根体系建立及其在植物次生代谢产物合成中的研究进展
对何首乌毛状根进行转化ꎬ 结果表明 Ｆｍ￣ＳＴＳ基因
过量表达与双链 ＲＮＡ 干扰相结合在植物基因功能
研究中有良好的应用[４６]ꎮ 基因的过表达为代谢工
程领域中植物次生代谢产物有效成分含量的提高提
供了新思路ꎮ
２􀆰 ３　 ＲＮＡｉ 介导毛状根在植物次生代谢产物合成
过程中的研究
基因沉默技术已被应用于植物毛状根功能缺失
的研究中ꎬ 已有很多文献介绍了以模式植物烟草诱
导的毛状根进行 ＲＮＡｉ研究来阐明植物次生代谢产
物的合成途径ꎮ Ｋａｊｉｋａｗａ 等通过 ＲＮＡｉ 实现 ＰＩＰ
(Ｐｒｏｌａｃｔｉｎ Ｉｎｄｕｃｉｂｌｅ Ｐｒｏｔｅｉｎ)家族中 Ａ６２２Ｌ 还原酶
基因(Ａ６６２￣ｌｉｋｅ ｒｅｄｕｃｔａｓｅｓ)对烟草中吡啶生物碱
合成的作用[４７]ꎮ Ｈüｃｈｅｒｉｇ 等通过彩叶草毛状根中
ＨＰＰＲ(Ｈｙｄｒｏｘｙｐｈｅｎｙｌｐｙｒｕｖａｔｅ Ｒｅｄｕｃｔａｓｅ)基因、
ＲＡＳ(Ｒｏｓｍａｒｉｎｉｃ Ａｃｉｄ Ｓｙｎｔｈａｓｅ)基因的 ＲＮＡｉ 抑
制及其过表达来研究迷迭香酸的合成途径ꎬ 结果表
明 ＲＮＡｉ的抑制作用不明显[４８]ꎮ 张蕾等利用发根
农杆菌 ＡＣＣＣ １００６０ 介导丹参牻牛儿基牻牛儿基
焦磷酸合酶 １基因 (Ｓａｌｖｉａ ｍｉｌｔｉｏｒｒｈｉｚａ ｇｅｒａｎｙｌｇｅｒ￣
ａｎｙｌ ｐｙｒｏｐｈｏｓｐｈａｔｅ ｓｙｎｔｈａｓｅ １ꎬ ＳｍＧＧＰＳ１)的
ＲＮＡｉ重组载体转化丹参叶片ꎬ 产生 ＳｍＧＧＰＳ１ 的
ＲＮＡｉ转基因毛状根ꎬ 获得 ＳｍＧＧＰＳ１￣ＲＮＡｉ２ 和
ＳｍＧＧＰＳ１￣ＲＮＡｉ３转基因毛状根 ３０１ 根和 ３９９ 根ꎬ
平均转化率为 ６０􀆰３４％ꎬ 首次建立了发根农杆菌介
导的外源基因转化丹参体系[４９]ꎮ
植物毛状根有望成为新的模式体系并用于功能
基因组学的研究ꎬ 通过双元载体的构建来研究目的
基因在毛状根体系中的抑制及过表达ꎬ 从而解析植
物次生代谢产物的合成途径ꎮ
３　 展望
毛状根作为一种药用植物次生代谢产物的生产
材料具有广阔的市场前景ꎬ 但绝大多数毛状根药用
成分提取往往不能满足市场需求ꎬ 需通过对植物次
生代谢产物合成途径中关键基因的调控来实现该过
程中关键酶或中间产物合成的调节ꎬ 从而提高其药
用成分含量ꎬ 减少类似物含量或种类ꎬ 进而降低生
产成本ꎮ 因此对毛状根药用成分进行深入的分子生
物学解析将成为以后的研究焦点和发展趋势ꎮ
目前ꎬ 我国对植物毛状根的研究还主要停留在
体系构建等方面ꎬ 如外植体的选择、 菌株的选择、
侵染条件的探究以及不同理化因子对产量的影响
等[６ꎬ１０ꎬ１１]ꎬ 而对于毛状根中有效药用成分的代谢合
成机理研究较少ꎮ 若能进一步从基因水平上对其进
行表达调控ꎬ 这将在很大程度上促进毛状根工业化
生产的进程ꎮ
在今后的研究中ꎬ 植物毛状根体系将从药用成
分的生产走向更宽广的应用领域ꎬ 如将 Ｒｉ 质粒介
导的不定根作为污染物降解的新材料ꎻ 同时ꎬ 毛状
根也将成为植物修复领域的热点研究对象[５０]ꎻ 毛
状根作为重组药用蛋白表达系统ꎬ 以其生物活性
高、 成本低、 规模化培养技术成熟等优势将在药用
蛋白方面的研究中发挥更重要的作用[５１]ꎮ 因此ꎬ
Ｒｉ质粒介导的植物毛状根体系作为一种基础材料ꎬ
将为植物药用成分的生产及在其他领域的研究应用
做出更深远的贡献ꎮ
参考文献:
[ １ ] 　 Ｓｔｅｗａｒｔ ＦＣꎬ Ｒｏｌｆｓ ＦＭꎬ Ｈａｌｌ ＦＨ. Ａ ｆｒｕｉｔ ｄｉｓｅａｓｅ ｓｕｒ￣
ｖｅｙ ｏｆ ｗｅｓｔｅｒｎ Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ ｉｎ １９００ [ Ｊ] . Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ
Ａｇｒｉｃ Ｅｘｐ Ｓｔａ Ｂｕｌｌꎬ １９９０ꎬ １９１: ２９１－３３１.
[ ２ ] 　 Ｓｍｉｔｈ ＥＦꎬ Ｔｏｗｎｓｅｎｄ ＣＯ. Ａ ｐｌａｎｔ￣ｔｕｍｏｒ ｏｆ ｂａｃｔｅ￣
ｒｉａｌ ｏｒｉｇｉｎ[Ｊ] . Ｓｃｉｅｎｃｅꎬ １９０７ꎬ ２５(６４３): ６７１－６７３.
[ ３ ]　 Ｃｈｉｌｔｏｎ ＭＤꎬ Ｔｅｐｆｅｒ ＤＡꎬ Ｐｅｔｉｔ Ａ. Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｒｈｉｚｏ￣
ｇｅｎｅｓ ｉｎｓｅｒｔｓ Ｔ￣ＤＮＡ ｉｎｔｏ ｔｈｅ ｇｅｎｏｍｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｈｏｓｔ
ｐｌａｎｔ ｒｏｏｔ ｃｅｌｌｓ[Ｊ]. Ｎａｔｕｒｅꎬ １９８２ꎬ ２９５: ４３２－４３４.
[ ４ ] 　 雷和田ꎬ 宋经元ꎬ 祁建军ꎬ 张荫麟ꎬ 杨峻山. Ｔｉ和 Ｒｉ
质粒对栝楼双转化的研究 [ Ｊ] . 中国中药杂志ꎬ
２００１ꎬ ２６(３): １６２－１６５.
[ ５ ] 　 Ｓｈａｒｍａ Ｐꎬ Ｐａｄｈ Ｈꎬ Ｓｈｒｉｖａｓｔａｖａ Ｎ. Ｈａｉｒｙ ｒｏｏｔ ｃｕｌ￣
ｔｕｒｅ: ａ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｓｔｕｄｙｉｎｇ ｓｅ￣
ｃｏｎｄａｒｙ ｍｅｔａｂｏｌｉｃ ｐａｔｈｗａｙｓ ｉｎ ｐｌａｎｔｓ[Ｊ] . Ｅｎｇ Ｌｉｆｅ
Ｓｃｉꎬ ２０１３ꎬ １３(１): ６２－７５.
[ ６ ] 　 孙敏. 药用植物毛状根培养与应用[Ｍ] . 重庆: 西南
师范大学出版社ꎬ ２０１１.
[ ７ ] 　 邱德有ꎬ 宋经元ꎬ 马小军ꎬ 祁建军ꎬ 张荫麟. 丹参毛
状根生物反应器大规模培养的研究[Ｊ] . 分子植物育
种ꎬ ２００４ꎬ ２(５): ６９９－７０３.
[ ８ ] 　 宋经元ꎬ 祁建军ꎬ 雷和田ꎬ 张荫麟. 丹参的生物技术
[Ｊ] . 天然产物研究与开发ꎬ １９９９ꎬ １１(４): ８６－８９.
[ ９ ] 　 Ｃｈｒｉｓｔｅｙ ＭＣ. Ｕｓｅ ｏｆ Ｒｉ￣ｍｅｄｉａｔｅｄ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｆｏｒ
ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｒａｎｓｇｅｎｉｃ ｐｌａｎｔｓ [ Ｊ] . Ｉｎ Ｖｉｔｒｏ Ｃｅｌｌ
８６２ 植 物 科 学 学 报 第 ３３卷　
Ｄｅｖ￣Ｐｌꎬ ２００１ꎬ ３７(６): ６８７－７００.
[１０] 　 宋经元ꎬ 祁建军ꎬ 雷和田ꎬ 任春玲ꎬ 张荫麟. 农杆菌
介导的药用植物的转化[Ｊ] . 中国中药杂志ꎬ ２０００ꎬ
２５(２): ７３－７６.
[１１] 　 杨慧洁ꎬ 杨世海. 发根农杆菌介导的药用植物遗传
转化研究[Ｊ] . 生物技术通报ꎬ ２００９(１): １６－２１.
[１２] 　 孙际薇ꎬ 张鸿ꎬ 王凤英. 茉莉酸甲酯对曼陀罗毛状根
中主要莨菪烷类生物碱成分积累和释放的影响[Ｊ] .
中国中药杂志ꎬ ２０１３ꎬ ３８(１１): １７１２－１７１８.
[１３] 　 张显强ꎬ 罗正伟ꎬ 张鸿ꎬ 王凤英ꎬ 孙际薇ꎬ 孙敏. 白
花曼陀罗毛状根的诱导及东莨菪碱和莨菪碱的合成
[Ｊ] . 中国中药杂志ꎬ ２０１２ꎬ ３７(２１): ３２２３－３２２８.
[１４] 　 Ｇｅｌｖｉｎ ＳＢ. Ｐｌａｎｔ ｐｒｏｔｅｉｎｓ ｉｎｖｏｌｖｅｄ ｉｎ Ａｇｒｏｂａｃｔｅ￣
ｒｉｕｍ￣ｍｅｄｉａｔｅｄ ｇｅｎｅｔｉｃ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ[Ｊ] . Ａｎｎ Ｒｅｖ
Ｐｈｙｔｏｐａｔｈｏｌꎬ ２０１０ꎬ ４８: ４５－６８.
[１５] 　 Ｃｈａｎｄｒａ Ｓ. Ｎａｔｕｒａｌ ｐｌａｎｔ ｇｅｎｅｔｉｃ ｅｎｇｉｎｅｅｒ Ａｇｒｏｂａｃ￣
ｔｅｒｉｕｍ ｒｈｉｚｏｇｅｎｅｓ: ｒｏｌｅ ｏｆ Ｔ￣ＤＮＡ ｉｎ ｐｌａｎｔ ｓｅｃｏｎｄａ￣
ｒｙ ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ[Ｊ] . Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ Ｌｅｔｔꎬ ２０１２ꎬ ３４(３):
４０７－４１５.
[１６]　 Ｓｉｎｋａｒ ＶＰꎬ Ｗｈｉｔｅ ＦＦꎬ Ｆｕｒｎｅｒ ＬＪꎬ Ａｂｒａｈａｍｓｅｎ Ｍꎬ Ｐｙ￣
ｔｈｏｕｄ Ｉꎬ Ｃｏｒｄｏｎ ＭＰ. Ｒｅｖｅｒｓｉｏｎ ｏｆ ａｂｅｒｒａｎｔ ｐｌａｎｔｓ
ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｄ ｗｉｔｈ Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｒｈｉｚｏｇｅｎｅｓ ｉｓ ａｓｓｏ￣
ｃｉａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎａｌ ｉｎａｃｔｉｖａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ＴＬ￣
ＤＮＡ ｇｅｎｅｓ[Ｊ]. Ｐｌａｎｔ Ｐｈｙｓｉｏｌꎬ １９８８ꎬ ８６(２): ５８４－
５９０.
[１７] 　 李素红ꎬ 章艳玲ꎬ 谭燕ꎬ 米瑶ꎬ 黄靖ꎬ 南志奇ꎬ 李关
荣. 决明毛状根、 实生根及决明子的化学成分比较
研究[Ｊ] . 西南师范大学学报: 自然科学版ꎬ ２０１３ꎬ
３８(８): １１４－１１８.
[１８] 　 杨致荣ꎬ 王兴春ꎬ 薛金爱ꎬ 李润植. 发根农杆菌介导
的长春花高效转基因体系的建立[Ｊ] . 植物生理学
报ꎬ ２０１２ꎬ ４８(１０): ９９７－１００４.
[１９] 　 姚庆收ꎬ 姜吉刚ꎬ 单长民ꎬ 武玉永ꎬ 于敏. 花生毛状
根的高频诱导及 ＮＡＡ和 ２ꎬ４￣Ｄ对花生毛状根生长和
白藜芦醇含量的影响[Ｊ] . 药物生物技术ꎬ ２０１２ꎬ １９
(６): ５０７－５１１.
[２０] 　 徐大卫ꎬ 王倩倩ꎬ 王鹏飞ꎬ 杨世海. 外源激素对圆叶
牵牛毛状根生长及次生代谢产物积累的影响[Ｊ] . 中
国现代中药ꎬ ２０１２ꎬ １４(１０): ３２－３６.
[２１] 　 芦韦华ꎬ 陈永芳ꎬ 王芳ꎬ 代宁波ꎬ 郝爱花ꎬ 李翠芳ꎬ
嘉素尔. 理化条件对新疆紫草毛状根培养及紫草素
含量的影响[Ｊ] . 华中农业大学学报ꎬ ２０１２ꎬ ３１(１):
５０－５４.
[２２] 　 王颖芳ꎬ 韩彬ꎬ 李钟ꎬ 贾真ꎬ 陈艳芬ꎬ 胡旭光ꎬ 杨泽
民. 南方红豆杉毛状根诱导体系的建立及毛状根中
紫杉醇的分离纯化研究[ Ｊ] . 中国生物工程杂志ꎬ
２０１２ꎬ ３２(７): １４９－１５２.
[２３] 　 齐香君ꎬ 李雅ꎬ 施春阳. 光质对黄芩毛状根生长及黄
芩苷含量的影响[Ｊ] . 安徽农业科学ꎬ ２０１２ꎬ ４０(６):
３３３４－３４１１.
[２４] 　 黄素梅ꎬ 石丸斡二. 乌桕毛状根培养与次生代谢产
物累积研究[Ｊ] . 北方园艺ꎬ ２０１１(２２): １０３－１０５.
[２５]　 杨世海ꎬ毕晓秀ꎬ 杨慧洁. 紫锥菊毛状根诱导及离体培
养[Ｊ]. 中国药学杂志ꎬ ２０１１ꎬ ４６(２０): １５５７－１５６２.
[２６] 　 卢虹玉ꎬ 刘敬梅ꎬ 张海超. 甘草毛状根诱导培养及其
黄酮含量检测的研究[Ｊ] . 中国药学杂志ꎬ ２０１１ꎬ ４６
(１１): ８１４－８１８.
[２７] 　 Ｍｅｈｒｏｔｒａ Ｓꎬ Ｇｏｅｌ ＭＫꎬ Ｒａｈｍａｎ ＬＵ. Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ａｎｄ
ｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｌａｎｔｓ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｅｄ
ｆｒｏｍ Ｒｉ￣ｍｅｄｉａｔｅｄ ｈａｉｒｙ ｒｏｏｔ ｃｕｌｔｕｒｅｓ ｏｆ Ｒａｕｗｏｌfiａ
ｓｅｒｐｅｎｔｉｎａ[Ｊ] . Ｐｌａｎｔ Ｃｅｌｌ Ｔｉｓｓ Ｏｒｇａｎ Ｃｕｌｔꎬ ２０１３ꎬ
１１４(１): ３１－３８.
[２８]　 Ｐｒａｖｅｅｎ Ｎꎬ Ｍｕｒｔｈｙ ＨＮ. Ｗｉｔｈａｎｏｌｉｄｅ Ａ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ
ｆｒｏｍ Ｗｉｔｈａｎｉａ ｓｏｍｎｉｆｅｒａ ｈａｉｒｙ ｒｏｏｔ ｃｕｌｔｕｒｅｓ ｗｉｔｈ ｉｍ￣
ｐｒｏｖｅｄ ｇｒｏｗｔｈ ｂｙ ａｌｔｅｒｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ ｏｆ
ｍａｃｒｏ ｅｌｅｍｅｎｔｓ ａｎｄ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｓｏｕｒｃｅ ｉｎ ｔｈｅ ｍｅｄｉｕｍ
[Ｊ]. Ａｃｔａ Ｐｈｙｓｉｏｌ Ｐｌａｎｔꎬ ２０１３ꎬ ３５(３): ８１１－８１６.
[２９] 　 Ｋｏｃｈａｎ Ｅꎬ Ｗａｓｉｅｌａ Ｍꎬ Ｓｉｅｎｋｉｅｗｉｃｚ Ｍ. Ｔｈｅ ｐｒｏ￣
ｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｇｉｎｓｅｎｏｓｉｄｅｓ ｉｎ ｈａｉｒｙ ｒｏｏｔ ｃｕｌｔｕｒｅｓ ｏｆ Ａ￣
ｍｅｒｉｃａｎ Ｇｉｎｓｅｎｇꎬ Ｐａｎａｘ ｑｕｉｎｑｕｅｆｏｌｉｕｍ Ｌ. ａｎｄ
ｔｈｅｉｒ ａｎｔｉｍｉｃｒｏｂｉａｌ ａｃｔｉｖｉｔｙ[Ｊ] . Ｉｎ Ｖｉｔｒｏ Ｃｅｌｌ Ｄｅｖ￣Ｐｌꎬ
２０１３ꎬ ４９(１): ２４－２９.
[３０] 　 Ｄłｕｇｏｓｚ Ｍꎬ Ｗｉｋｔｏｒｏｗｓｋａ Ｅꎬ Ｗｉｓｎｉｅｗｓｋａ Ａꎬ Ｐａｃｚ￣
ｋｏｗｓｋｉ Ｃ. Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｏｌｅａｎｏｌｉｃ ａｃｉｄ ｇｌｙｃｏｓｉｄｅｓ
ｂｙ ｈａｉｒｙ ｒｏｏｔ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ｃｕｌｔｕｒｅｓ ｏｆ Ｃａｌｅｎｄｕｌａ ｏｆｆｉ￣
ｃｉｎａｌｉｓ Ｌ􀆰[Ｊ] . Ａｃｔａ Ｂｉｏｃｈｉｍｉｃａ Ｐｏｌｏｎｉｃａꎬ ２０１３ꎬ ６０
(３): ４６７－４７３.
[３１] 　 Ｆａｔｔａｈｉ Ｍꎬ Ｎａｚｅｒｉ Ｖꎬ Ｔｏｒｒａｓ￣Ｃｌａｖｅｒｉａｃ Ｌ. Ａ ｎｅｗ
ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｏｕｒｃｅ ｏｆ ｒｏｓｍａｒｉｎｉｃ ａｃｉｄ ａｎｄ
ｓｕｒｆａｃｅ flａｖｏｎｏｉｄｓ: ｈａｉｒｙ ｒｏｏｔ ｃｕｌｔｕｒｅｓ ｏｆ Ｄｒａｃｏ￣
ｃｅｐｈａｌｕｍ ｋｏｔｓｃｈｙｉ Ｂｏｉｓｓ [ Ｊ ] . Ｉｎｄ Ｃｒｏｐ Ｐｒｏｄꎬ
２０１３ꎬ ５０: ２５６－２６３.
[３２]　 Ｍａｌａｒｚ Ｊꎬ Ｓｔｏｊａｋｏｗｓｋａ Ａꎬ Ｓｚｎｅｌｅｒ Ｅꎬ Ｋｉｓｉｅｌ Ｗ. Ａ
ｎｅｗ ｎｅｏｌｉｇｎａｎ ｇｌｕｃｏｓｉｄｅ ｆｒｏｍ ｈａｉｒｙ ｒｏｏｔｓ ｏｆ Ｃｉｃｈｏ￣
ｒｉｕｍ ｉｎｔｙｂｕｓ[Ｊ]. Ｐｈｙｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ Ｌｅｔｔｅｒｓꎬ ２０１３ꎬ ６
(１): ５９－６１.
[３３]　 Ｌａｎ ＸＺꎬ Ｃｈａｎｇ Ｋꎬ Ｚｅｎｇ ＬＪꎬ Ｌｉｕ ＸＱꎬ Ｑｉｕ Ｆꎬ Ｚｈｅｎｇ
ＷＬꎬ Ｑｕａｎ Ｈꎬ Ｌｉａｏ ＺＨꎬ Ｃｈｅｎ Ｍꎬ Ｈｕａｎｇ ＷＬꎬ Ｌｉｕ
９６２　 第 ２期　 　 　 　 　 　 刘 彤等: Ｒｉ质粒介导的毛状根体系建立及其在植物次生代谢产物合成中的研究进展
ＷＨꎬ Ｗａｎｇ Ｑ. Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｓａｌｉｄｒｏｓｉｄｅ ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ
ｐａｔｈｗａｙ ｉｎ ｈａｉｒｙ ｒｏｏｔ ｃｕｌｔｕｒｅｓ ｏｆ Ｒｈｏｄｉｏｌａ ｃｒｅｎｕｌａｔａ
ｂａｓｅｄ ｏｎ ｍｅｔａｂｏｌｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｙｒｏｓｉｎｅ ｄｅ￣
ｃａｒｂｏｘｙｌａｓｅ[Ｊ]. Ｐｌｏｓ Ｏｎｅꎬ ２０１３ꎬ ８(１０): １－１０.
[３４]　 Ｋｉｍ ＹＫꎬ Ｋｉｍ ＪＫꎬ Ｋｉｍ ＹＢꎬ Ｌｅｅ Ｓꎬ Ｋｉｍ Ｓ Ｕꎬ Ｐａｒｋ
ＳＵ. Ｅｎｈａｎｃｅｄ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｈｙｔｏｓｔｅｒｏｌ ａｎｄ
ｔｒｉｔｅｒｐｅｎｅ ｉｎ ｈａｉｒｙ ｒｏｏｔ ｃｕｌｔｕｒｅｓ ｏｆ Ｐｌａｔｙｃｏｄｏｎ
ｇｒａｎｄｉflｏｒｕｍ ｂｙ ｏｖｅｒｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｏｆ Ｐａｎａｘ ｇｉｎｓｅｎｇ
３￣ｈｙｄｒｏｘｙ￣３￣ｍｅｔｈｙｌｇｌｕｔａｒｙｌ￣ｃｏｅｎｚｙｍｅ Ａ ｒｅｄｕｃｔａｓｅ
[Ｊ]. Ｊ Ａｇｒ Ｆｏｏｄ Ｃｈｅｍꎬ ２０１３ꎬ ６１(８): １９２８－１９３４.
[３５] 　 Ｓｈａｒａｆｉ Ａꎬ Ｈａｓｈｅｍｉ Ｓｏｈｉ Ｈꎬ Ｍｏｕｓａｖｉ Ａꎬ Ａｚａｄｉ Ｐꎬ
Ｄｅｈｓａｒａ Ｂꎬ Ｈｏｓｓｅｉｎｉ Ｋｈａｌｉｆａｎｉ Ｂ. Ｅｎｈａｎｃｅｄ ｍｏｒｐｈｉ￣
ｎａｎ ａｌｋａｌｏｉｄ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｉｎ ｈａｉｒｙ ｒｏｏｔ ｃｕｌｔｕｒｅｓ ｏｆ Ｐａ￣
ｐａｖｅｒ ｂｒａｃｔｅａｔｕｍ ｂｙ ｏｖｅｒ￣ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｏｆ ｓａｌｕｔａｒｉｄｉ￣
ｎｏｌ ７￣ｏ￣ａｃｅｔｙｌｔｒａｎｓｆｅｒａｓｅ ｇｅｎｅ ｖｉａ Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ
ｒｈｉｚｏｇｅｎｅｓ ｍｅｄｉａｔｅｄ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ [ Ｊ]. Ｗｏｒｌｄ Ｊ
Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌꎬ ２０１３ꎬ ２９(１１): ２１２５－２１３１.
[３６] 　 Ｒａｈｎａｍａ Ｈꎬ Ｒａｚｉ Ｚꎬ Ｄａｄｇａｒ ＭＮꎬ Ｈａｓａｎｌｏｏ Ｔ.
Ｅｎｈａｎｃｅｄ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｆｌａｖｏｎｏｌｉｇｎａｎｓ ｉｎ ｈａｉｒｙ
ｒｏｏｔ ｃｕｌｔｕｒｅｓ ｏｆ Ｓｉｌｙｂｕｍ ｍａｒｉａｎｕｍ ｂｙ ｏｖｅｒ￣ｅｘｐｒｅｓ￣
ｓｉｏｎ ｏｆ ｃｈａｌｃｏｎｅ ｓｙｎｔｈａｓｅ ｇｅｎｅ[ Ｊ] . Ｊ Ｐｌａｎｔ Ｂｉｏ￣
ｃｈｅｍ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌꎬ ２０１３ꎬ ２２(１): １３８－１４３.
[３７]　 Ｎａｇｅｌｌａ Ｐꎬ Ｔｈｉｒｕｖｅｎｇａｄａｍ Ｍꎬ Ｊｕｎｇ ＳＪꎬ Ｍｕｒｔｈｙ ＨＮꎬ
Ｃｈｕｎｇ ＩＭ. Ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ ｏｆ Ｇｙｍｎｅｍａ ｓｙｌｖｅｓｔｒｅ ｈａｉｒｙ
ｒｏｏｔ ｃｕｌｔｕｒｅｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｇｙｍｎｅｍｉｃ ａｃｉｄ[Ｊ].
Ａｃｔａ Ｐｈｙｓｉｏｌ Ｐｌａｎｔꎬ ２０１３ꎬ ３５(１０): ３０６７－３０７３.
[３８] 　 Ｖｕｋｏｖｉｃａ Ｒꎬ Ｂａｕｅｒｂ Ｎꎬ Ｃｕｒｋｏｖｉｃ￣Ｐｅｒｉｃａ Ｍ. Ｇｅｎｅｔｉｃ
ｅｌｉｃｉｔａｔｉｏｎ ｂｙ ｉｎｄｕｃｉｂｌｅ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｏｆ β￣ｃｒｙｐｔｏｇｅｉｎ
ｓｔｉｍｕｌａｔｅｓ ｓｅｃｒｅｔｉｏｎ ｏｆ ｐｈｅｎｏｌｉｃｓ ｆｒｏｍ Ｃｏｌｅｕｓ ｂｌｕｍｅｉ
ｈａｉｒｙ ｒｏｏｔｓ[Ｊ]. Ｐｌａｎｔ Ｓｃｉꎬ ２０１３ꎬ １９９－２００: １８－２８.
[３９] 　 Ｗｅｒｅｍｃｚｕｋ￣Ｊｅｚ􀅰ｙｎａ Ｉꎬ Ｇｒｚｅｇｏｒｃｚｙｋ￣Ｋａｒｏｌａｋ Ｉꎬ
Ｆｒｙｄｒｙｃｈ Ｂꎬ Ｋｒóｌｉｃｋａ Ａ. Ｗｙｓｏｋｉńｓｋａ Ｈ. Ｈａｉｒｙ ｒｏｏｔｓ
ｏｆ Ｄｒａｃｏｃｅｐｈａｌｕｍ ｍｏｌｄａｖｉｃａ: ｒｏｓｍａｒｉｎｉｃ ａｃｉｄ
ｃｏｎｔｅｎｔ ａｎｄ ａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ[Ｊ] . Ａｃｔａ Ｐｈｙｓｉｏｌ
Ｐｌａｎｔꎬ ２０１３ꎬ ３５(７): ２０９５－２１０３.
[４０] 　 Ｔｈｗｅ ＡＡꎬ Ｋｉｍ ＪＫꎬ Ｌｉ ＸＨꎬ Ｋｉｍ ＹＢꎬ Ｕｄｄｉｎ ＭＲꎬ
Ｋｉｍ ＳＪꎬ Ｓｕｚｕｋｉ Ｔꎬ Ｐａｒｋ Ｎꎬ Ｐａｒｋ ＳＵ. Ｍｅｔａｂｏｌｏｍｉｃ
ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｐｈｅｎｙｌｐｒｏｐａｎｏｉｄ ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｉｎ ｈａｉｒｙ
ｒｏｏｔ ｃｕｌｔｕｒｅ ｏｆ Ｔａｒｔａｒｙ ｂｕｃｋｗｈｅａｔ ｃｕｌｔｉｖａｒｓ [ Ｊ ] .
Ｐｌｏｓ Ｏｎｅꎬ ２０１３ꎬ ８(６): １－９.
[４１] 　 Ｋｉｍ ＯＴꎬ Ｙｏｏ ＮＨꎬ Ｋｉｍ ＧＳꎬ Ｋｉｍ ＹＣꎬ Ｂａｎｇ ＫＨꎬ
Ｈｙｕｎ ＤＹꎬ Ｋｉｍ ＳＨꎬ Ｋｉｍ ＭＹ. Ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｒｇ３
ｇｉｎｓｅｎｏｓｉｄｅ ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｉｎ ｇｉｎｓｅｎｇ ｈａｉｒｙ ｒｏｏｔｓ
ｅｌｉｃｉｔｅｄ ｂｙ ｍｅｔｈｙｌ ｊａｓｍｏｎａｔｅ [ Ｊ] . Ｐｌａｎｔ Ｃｅｌｌ Ｔｉｓｓ
Ｏｒｇａｎ Ｃｕｌｔꎬ ２０１３ꎬ １１２(１): ８７－９３.
[４２] 　 Ａｓａｎｏ Ｔꎬ Ｋｏｂａｙａｓｈｉ Ｋꎬ Ｋａｓｈｉｈａｒａ Ｅꎬ Ｓｕｄｏ Ｈꎬ
Ｓａｓａｋｉ Ｒꎬ Ｉｉｊｉｍａ Ｙꎬ Ａｏｋｉ Ｋꎬ Ｓｈｉｂａｔａ Ｄꎬ Ｓａｉｔｏ Ｋꎬ
Ｙａｍａｚａｋｉ Ｍ. Ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ ｏｆ ｃａｍｐｔｏｔｈｅｃｉｎ ｂｉｏｓｙｎ￣
ｔｈｅｔｉｃ ｇｅｎｅｓ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎ ｍｅｔａｂｏｌｉｃ ｍｏｄｉfiｃａｔｉｏｎ ｏｆ
ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｉｎ ｈａｉｒｙ ｒｏｏｔｓ ｏｆ Ｏｐｈｉｏｒｒｈｉｚａ
ｐｕｍｉｌａ[Ｊ] . Ｐｈｙｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙꎬ ２０１３ꎬ ９１: １２８－１３９.
[４３] 　 Ｙｏｓｈｉｍａｔｓｕ Ｋꎬ Ｓａｔａｋｅ Ｍꎬ Ｓｈｉｍｏｍｕｒａ Ｋꎬ Ｓａｗａｄａ
ＪＩꎬ Ｔｅｒａｏ Ｔ. Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｃａｒｄｅｎｏｌｉｄｅｓ ｉｎ ｈａｉｒｙ
ｒｏｏｔ ｃｕｌｔｕｒｅｓ ｏｆ Ｄｉｇｉｔａｌｉｓ ｌａｎａｔａ ｂｙ ｅｎｚｙｍｅ￣ｌｉｎｋｅｄ
ｉｍｍｕｎｏｓｏｒｂｅｎｔ ａｓｓａｙ[Ｊ] . Ｊ Ｎａｔ Ｐｒｏｄꎬ １９９０ꎬ ５３
(６): １４９８－５０２.
[４４] 　 杨睿ꎬ 付春祥ꎬ 金治平ꎬ 赵德修. 不同理化因子对雪
莲毛状根生长和总黄酮生物合成的影响[Ｊ] . 生物工
程学报ꎬ ２００５ꎬ ２１(２): ２３３－２３８.
[４５] 　 Ａｂｂａｓｉ ＢＨꎬ Ｔｉａｎ ＣＬꎬ Ｍｕｒｃｈ ＳＪꎬ Ｓａｘｅｎａ ＰＫꎬ Ｌｉｕ
ＣＺ. Ｌｉｇｈｔ￣ｅｎｈａｎｃｅｄ ｃａｆｆｅｉｃ ａｃｉｄ ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ ｂｉｏｓｙｎ￣
ｔｈｅｓｉｓ ｉｎ ｈａｉｒｙ ｒｏｏｔ ｃｕｌｔｕｒｅｓ ｏｆ Ｅｃｈｉｎａｃｅａ ｐｕｒｐｕｒｅａ
[Ｊ]. Ｐｌａｎｔ Ｃｅｌｌ Ｒｅｐꎬ ２００７ꎬ ２６(８): １３６７－１３７２.
[４６] 　 朱宽鹏ꎬ 赵树进. 芪合酶基因 Ｆｍ￣ＳＴＳ在何首乌毛状
根中的过量表达及 ｄｓＲＮＡ 干扰[Ｊ] . 中国生物工程
杂志ꎬ ２０１２ꎬ ３２(８): ４１－４８.
[４７] 　 Ｋａｊｉｋａｗａ Ｍꎬ Ｈｉｒａｉ Ｎꎬ Ｈａｓｈｉｍｏｔｏ Ｔ. Ｔ６ ｐｒｏｔｅｉｎ ｉｓ
ｒｅｑｕｉｒｅｄ ｆｏｒ ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ ｔｏｂａｃｃｏ ａｌｋａｌｏｉｄｓ[Ｊ] .
Ｐｌａｎｔ Ｍｏｌ Ｂｉｏｌꎬ ２００９ꎬ ６９(３): ２８７－２９８.
[４８] 　 Ｈüｃｈｅｒｉｇ Ｓꎬ Ｐｅｔｅｒｓｅｎ Ｍ. ＲＮＡｉ ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ ａｎｄ
ｏｖｅｒｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｓｔｕｄｉｅｓ ｏｆ ｈｙｄｒｏｘｙｐｈｅｎｙｌｐｙｒｕｖａｔｅ
ｒｅｄｕｃｔａｓｅ (ＨＰＰＲ) ａｎｄ ｒｏｓｍａｒｉｎｉｃ ａｃｉｄ ｓｙｎｔｈａｓｅ
(ＲＡＳ) ｇｅｎｅｓ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｏ ｒｏｓｍａｒｉｎｉｃ ａｃｉｄ ｂｉｏｓｙｎｔｈｅ￣
ｓｉｓ ｉｎ ｈａｉｒｙ ｒｏｏｔ ｃｕｌｔｕｒｅｓ ｏｆ Ｃｏｌｅｕｓ ｂｌｕｍｅｉ[Ｊ] . Ｐｌａｎｔ
Ｃｅｌｌ Ｔｉｓｓ Ｏｒｇａｎ Ｃｕｌｔꎬ ２０１３ꎬ １１３(３): ３７５－３８５.
[４９]　 张蕾ꎬ程义勇ꎬ漆小泉ꎬ高志贤.发根农杆菌介导丹参
牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合酶 １基因 ＲＮＡ干扰载体
的转化[Ｊ]. 生物技术通讯ꎬ ２００９ꎬ ２０(６): ７８６－７８８.
[５０] 　 Ａｇｏｓｔｉｎｉ Ｅꎬ Ｔａｌａｎｏ ＭＡꎬ Ｇｏｎｚａｌｅｚ ＰＳꎬ Ｏｌｌｅｒ ＡＬＷꎬ
Ｍｅｄｉｎａ ＭＩ. Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｈａｉｒｙ ｒｏｏｔｓ ｆｏｒ ｐｈｙｔｏｒｅ￣
ｍｅｄｉａｔｉｏｎ: ｗｈａｔ ｍａｋｅｓ ｔｈｅｍ ａｎ ｉｎｔｅｒｅｓｔｉｎｇ ｔｏｏｌ
ｆｏｒ ｔｈｉｓ ｐｕｒｐｏｓｅ [ Ｊ] . Ａｐｐｌ Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌꎬ
２０１３ꎬ ９７(３): １０１７－１０３０.
[５１] 　 潘学武ꎬ 董妍玲ꎬ 韩晓红. 极具潜力的重组药用蛋白
的毛状根表达系统研究[Ｊ] . 北方园艺ꎬ ２０１２(７):
１９６－１９８.
(责任编辑: 刘艳玲)
０７２ 植 物 科 学 学 报 第 ３３卷